Seminarium Fizyki Ciała Stałego

Od lat 60-tych ubiegłego wieku, tellurek kadmowo-rtęciowy (HgCdTe) zajmuje uprzywilejowaną pozycję roztworu stałego stosowanego w konstrukcji detektorów podczerwieni w szerokim zakresie widma od 1 do 20 mikrometrów. Pozycję tą utrzymuje pomimo wielu konkurencyjnych materiałów takich jak InSb, InGaAs, studni kwantowych z AlGaAs, czy też mikrobolometrów. Jednakże w ostatnich dwóch dekadach nastąpił wyjątkowy rozwój detektorów podczerwieni z supersieci II-iego typu związków III-V, takich jak InAs/GaSb i InAs/InAsSb. Supersieci te charakteryzują się podobnymi właściwościami jak HgCdTe, jednakże wymagają niższej temperatury pracy. Oczekuje się jednak, że w następnej dekadzie coraz szerzej będą one wypierać HgCdTe w różnych aplikacjach. Z powodu silniejszych wiązań kowalencyjnych związków III-V w porównaniu z jonowym charakterem wiązań związków II-VI, te pierwsze związki okazują się bardziej stabilne i jednorodne, co jest niezwykle istotne w produkcji dużych matryc detektorów (ponad megapikselowych) o małych rozmiarach pikseli (poniżej dyfrakcyjnej granicy).
Rozwój detektorów podczerwieni w następnej dekadzie będzie koncentrował się na:

• uzyskaniu wyższej czułości pikseli,
• dalszym wzroście rozmiarów matryc powyżej 108 pikseli, z jednoczesnym zmniejszeniem rozmiarów pikseli poniżej 5 mikrometrów,
• zmniejszeniu kosztów systemów widzenia w podczerwieni poprzez wzrost integracji detektorów z systemami odczytu sygnału oraz poprzez wzrost temperatury pracy matryc,
• zwiększeniu osiągów systemów podczerwieni (zakresu detekcji obiektów i ich identyfikacji) poprzez zastosowanie detekcji wielospektralnej.

Oczekuje się również znacznego zwiększenia aplikacji cywilnych systemów podczerwieni w porównaniu z aplikacjami militarnymi. Obecnie globalny rynek produkcji matryc detektorów jest zdominowanymi matrycami bolometrycznymi detektorów termicznych w porównaniu z malejącym udziałem detektorów fotonowych. Ta tendencja będzie się pogłębiać.